分子间相互作用在生物、化学以及医药等方面具有重要的研究意义。随着实验手段及量子化学计算等方法的日趋完善和成熟,使用理论与实验相结合可以更深入地了解物质间相互作用的类型和结合位点,从而对其有较全面的认识。抗坏血酸,又称维生素C,是人体必需的营养物质之一,多存在于蔬菜和水果中。同时,它也是一种常用的药物,用于防治坏血病和由自由基引发的疾病。作为一种人体必需物质,不可避免的与生物体内存在的某些具有活性的小分子物质发生相互作用。研究抗坏血酸与生物活性物质间的相互作用,不仅可为抗坏血酸的研究与应用提供一定的理论基础,还将为临床医学提供一定的参考。本论文中,我们在对抗坏血酸和水体系进行研究的基础上,使用电化学循环伏安法、核磁共振氢谱和密度泛函理论,研究了抗坏血酸与几种生物活性物质(甘氨酸,脯氨酸,腺嘌呤,胞嘧啶,尿嘧啶,D-葡萄糖,肌醇,尿素)在水溶液中的相互作用。具体的研究内容如下:1、使用紫外-可见分光光度法和电化学循环伏安法,对抗坏血酸与水的相互作用进行了研究。结果表明:抗坏血酸羰基上的氧原子及烯二醇羟基上的氢原子可与水分子的氢原子或氧原子形成氢键。氢键的形成使烯二醇羟基上的氢原子难以离去,从而导致抗坏血酸的电氧化反应变得困难;同时,抗坏血酸的紫外-可见吸收光谱发生蓝移。此外,溶液的pH对抗坏血酸的电氧化行为也有一定的影响。2、使用电化学、核磁共振以及量子化学计算,研究了抗坏血酸与甘氨酸、脯氨酸的相互作用。两种混合体系在水溶液及PBS缓冲溶液中的电化学结果表明:在抗坏血酸与甘氨酸体系中,抗坏血酸烯二醇羟基上的氢原子及羰基上的氧原子可与甘氨酸羧基上的氧原子和氢原子、氨基上的氮原子和氢原子形成氢键;在抗坏血酸与脯氨酸体系中,抗坏血酸烯二醇羟基上的氢原子与脯氨酸羧基上的氧原子可形成氢键。两种体系中氢键的形成使抗坏血酸的电氧化反应难以发生。同时,甘氨酸中亚甲基上氢原子的化学位移向低场移动,也说明抗坏血酸与甘氨酸之间形成了氢键。采用密度泛函理论对所形成的复合物进行了结构优化,通过分析其结构参数,也证实了上述两个体系中氢键的存在。3、使用电化学、核磁共振及量子化学计算,研究了抗坏血酸与腺嘌呤、胞嘧啶及尿嘧啶的相互作用。三种混合体系在水溶液及PBS缓冲溶液中的电化学结果表明:在抗坏血酸与腺嘌呤体系中,抗坏血酸烯二醇羟基上的氢原子及羰基上的氧原子可与腺嘌呤分子中嘌呤环上的氮原子、氮上氢原子及氨基上的氢原子形成氢键;在抗坏血酸与胞嘧啶体系中,抗坏血酸烯二醇羟基上的氢原子可与胞嘧啶氨基上的氮原子及羰基上的氧原子形成氢键;在抗坏血酸与尿嘧啶体系中,抗坏血酸烯二醇羟基上的氢原子及羰基上的氧原子可与尿嘧啶羰基上的氧原子及氮上氢原子形成氢键。三种不同体系中氢键的形成,都使抗坏血酸的电氧化反应难以发生。同时,胞嘧啶中氢原子的化学位移向低场移动。量子化学计算也证明了三个体系中氢键作用的存在。4、使用电化学和量子化学计算,研究了抗坏血酸与葡萄糖、肌醇的相互作用。两种混合体系在水溶液及PBS缓冲溶液中的电化学结果表明:抗坏血酸烯二醇羟基上的氢原子及羰基上的氧原子可与葡萄糖和肌醇羟基上的氧原子及氢原子形成氢键,使得抗坏血酸的电氧化反应难以发生。量子化学计算进一步证明了上述两个混合体系中氢键的存在。5、使用电化学和量子化学计算,研究了抗坏血酸与尿素的相互作用。水溶液及PBS缓冲溶液中的电化学结果表明:抗坏血酸烯二醇羟基上的氢原子及羰基氧原子可与尿素上的羰基氧原子及氨基上的氢原子形成氢键,使得抗坏血酸的电氧化反应难以发生。量子化学计算也证明了体系中氢键的存在。